KR100856621B1

KR100856621B1 - Apparatus and method for removing pellicle in photo mask

Info

Publication number: KR100856621B1
Application number: KR1020060129379A
Authority: KR
Inventors: 정성호
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2026-12-18
Also published as: KR20080056458A

Abstract

본 발명은 포토 마스크의 펠리클 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 개시된 펠리클 제거 장치는 포토 마스크용 투명 기판의 상부에 설치된 펠리클 프레임의 상단면에 열가소성 접착제층을 개재해서 부착한 펠리클을 제거하는 장치로서, 포커싱을 통해 국부적인 영역에만 열을 가할 수 있는 포커싱 가열기를 이용하여 투명 기판의 전체 영역 중에서 펠리클 프레임의 설치 영역에만 국부적으로 열을 가하여 열가소성 접착제층을 가소화하는 것을 특징으로 하며, 펠리클 제거 시의 접착제층이 존재하는 국부적인 영역에만 열을 가하여 펠리클을 제거함으로써 포토 마스크의 품질에 주는 악영향을 최소화하는 이점이 있다.The present invention relates to an apparatus and method for removing a pellicle of a photo mask, wherein the disclosed pellicle removing apparatus is an apparatus for removing a pellicle attached to a top surface of a pellicle frame provided on an upper portion of a transparent substrate for a photomask via a thermoplastic adhesive layer. It is characterized by plasticizing the thermoplastic adhesive layer by locally applying heat only to the installation area of the pellicle frame in the entire area of the transparent substrate using a focusing heater that can apply heat only to the local area through focusing. The removal of the pellicle by applying heat only to the localized area where the adhesive layer is present has the advantage of minimizing the adverse effect on the quality of the photo mask.

포토 마스크, 펠리클, 접착제층, 펠리클 제거 Photo mask, pellicle, adhesive layer, pellicle removal

Description

PELLICLE REMOVE APPARATUS FOR PHOTO MASK AND METHOD THEREFOR}

도 1은 종래 기술에 따른 포토 마스크의 펠리클 제거 장치의 구성도,1 is a block diagram of a pellicle removal device of a photo mask according to the prior art,

도 2a 내지 도 2e는 일반적인 포토 마스크의 제작 과정을 보인 공정 단면도,2a to 2e is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a general photo mask,

도 3은 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 제거 장치의 구성도.3 is a block diagram of a pellicle removal device of a photo mask according to the present invention.

본 발명은 포토 마스크의 펠리클(pellicle) 제거에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포토 마스크를 이물질로부터 보호하기 위한 펠리클을 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to pellicle removal of photo masks, and more particularly, to apparatus and methods for removing pellicles for protecting a photo mask from foreign matter.

주지하는 바와 같이, 포토 마스크 기판이나 반도체 웨이퍼에 생성 또는 부착되는 각종 파티클(particle), 금속 물질, 유기물 등에 기인하는 오염이 제품의 수율이나 신뢰성에 주는 영향이 커지고 있으며, 반도체 소자의 제조 과정 중에서 포토 마스크 기판에 부착되는 오염 물질 방지의 필요성이 더욱 높아지고 있다.As is well known, contamination caused by various particles, metal materials, organic matters, etc. generated or adhered to a photomask substrate or a semiconductor wafer has an increased effect on the yield and reliability of the product. There is a greater need for preventing contaminants from adhering to the mask substrate.

LSI, 초LSI 등의 반도체 장치 혹은 액정 표시판 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 혹은 액정용 원판에 광을 조사해서 패턴을 제작하는 것이지만, 이 경우 에 사용하는 포토 마스크에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 광을 흡수하거나 광을 굴절시켜 버리기 때문에 전사한 패턴이 변형되거나 밑바탕이 검게 더럽혀지거나 해서 치수, 품질, 외관 등이 손상되어 반도체 장치나 액정 표시판 등의 성능 및 제조 수율의 저하를 초래한다.In the manufacture of semiconductor devices such as LSI and ultra-LSI or liquid crystal display panels, a pattern is produced by irradiating light onto a semiconductor wafer or a liquid crystal display plate, but if dust adheres to the photomask used in this case, the dust Since the light absorbs or refracts the light, the transferred pattern is deformed or the base is black soiled, resulting in damage to dimensions, quality, appearance, etc., resulting in deterioration in performance and manufacturing yield of semiconductor devices, liquid crystal panels, and the like.

이 때문에, 이들 작업은 보통 클린룸에서 행해지고 있지만 이 클린룸 내에서도 포토 마스크를 항상 청정하게 유지하는 것이 어려우므로, 포토 마스크의 표면에 먼지막이의 용도로 펠리클을 접착하는 방법이 취해지고 있다. 이 경우, 먼지는 포토 마스크의 표면 상에는 직접 부착되지 않고 펠리클막 상에 부착되기 때문에 리소그래피 시에 초점을 포토 마스크의 패턴 상에 맞춰 두면 펠리클막 상의 먼지는 전사에 관계가 없게 된다.For this reason, these operations are usually performed in a clean room, but it is difficult to keep the photo mask clean at all times even in this clean room. Therefore, a method of adhering a pellicle to the surface of the photo mask for use as a dust barrier is taken. In this case, since dust adheres to the pellicle film instead of directly on the surface of the photo mask, when the focus is set on the pattern of the photo mask during lithography, the dust on the pellicle film becomes irrelevant to transfer.

이와 같이 펠리클을 적용한 경우 포토 마스크에 직접적으로 이물질이 흡착되는 것을 방지하여 포토 마스크의 보관 및 운반 등이 용이하게 된다.In this way, when the pellicle is applied, foreign matter is directly adsorbed on the photo mask, thereby facilitating storage and transport of the photo mask.

그런데, 펠리클의 손상 또는 오염된 경우에는 그 펠리클을 포토 마스크로 부터 분리하여 제거하여야만 한다.However, if the pellicle is damaged or contaminated, the pellicle must be removed from the photo mask.

도 1은 종래 기술에 따른 포토 마스크의 펠리클 제거 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a pellicle removal device of a photo mask according to the prior art.

먼저 도 1을 참조하여 포토 마스크의 구조를 살펴보면, 투명 기판(1)의 상면에 패터닝된 차광층(3)이 배치되고, 투명 기판(1)의 상부에 펠리클 프레임(7)이 설치되며, 펠리클 프레임(7)의 상단면에 접착제층(9)을 개재해서 펠리클(11)이 부착된다.First, referring to FIG. 1, the structure of the photomask is described. A patterned light blocking layer 3 is disposed on an upper surface of the transparent substrate 1, a pellicle frame 7 is installed on the transparent substrate 1, and a pellicle The pellicle 11 is attached to the upper surface of the frame 7 via the adhesive bond layer 9.

이와 같이 구성된 포토 마스크에서 펠리클(11)을 제거하고자 할 경우에, 히 터(20)을 이용해 전체 투명 기판(1)을 가열(21)하여 펠리클 프레임(7)에서 펠리클(11)을 분리한다.When the pellicle 11 is to be removed from the photomask configured as described above, the pellicle 11 is separated from the pellicle frame 7 by heating 21 the entire transparent substrate 1 using the heater 20.

한편, 열을 이용한 펠리클 제거 방식 이외에도 이소프로필알콜(IPA)을 이용하여 펠리클(11)을 화학적인 방법으로 분리할 수도 있다.In addition to the pellicle removal method using heat, the pellicle 11 may be separated by a chemical method using isopropyl alcohol (IPA).

그러나, 종래 기술에 따른 펠리클 제거 기술들은 포토 마스크의 품질(quality)에 악영향을 주며, 이에 따라 펠리클 제거 후에는 반드시 세정(cleaning)을 수행한 후에 다시 펠리클을 설치하여야 하는 문제점이 있었다.However, the pellicle removal techniques according to the prior art adversely affect the quality of the photo mask, and thus there is a problem that the pellicle must be installed again after cleaning after the pellicle removal.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 펠리클 제거 시의 공정 흐름을 개선하여 포토 마스크와 펠리클의 품질에 대한 영향을 최소화함으로써, 펠리클의 제거 후의 공정을 최적화하여 수율을 향상시키면서 펠리클의 재설치에 소요되는 비용을 낮추는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve such a conventional problem, by minimizing the effect on the quality of the photomask and pellicle by improving the process flow during pellicle removal, optimizing the process after removal of the pellicle to improve the pellicle The purpose is to reduce the cost of reinstalling.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 관점으로서 포토 마스크의 펠리클 제거 장치는, 포토 마스크용 투명 기판의 상부에 설치된 펠리클 프레임의 상단면에 열가소성 접착제층을 개재해서 부착한 펠리클을 제거하는 장치로서, 포커싱을 통해 국부적인 영역에만 열을 가할 수 있는 포커싱 가열기를 이용하여 투명 기판의 전체 영역 중에서 펠리클 프레임의 설치 영역에만 국부적으로 열을 가하여 열가소성 접착제층을 가소화하는 것을 특징으로 한다.The pellicle removal apparatus of a photomask as an aspect of this invention for realizing such an object is an apparatus which removes the pellicle which affixed through the thermoplastic adhesive layer on the upper surface of the pellicle frame provided in the upper part of the transparent substrate for photomasks. By using a focusing heater that can apply heat only to a local area through focusing, the thermoplastic adhesive layer is plasticized by locally applying heat only to the installation area of the pellicle frame in the entire area of the transparent substrate.

바람직하기로, 포커싱 가열기는 레이저로 구현하며, 열가소성 접착제층은 핫 멜트 접착제로 구현한다.Preferably, the focusing heater is implemented with a laser and the thermoplastic adhesive layer is implemented with a hot melt adhesive.

본 발명의 다른 관점으로서 포토 마스크의 펠리클 제거 방법은, 포토 마스크용 투명 기판의 상부에 설치된 펠리클 프레임의 상단면에 열가소성 접착제층을 개재해서 부착한 펠리클을 제거하는 방법으로서, 포커싱을 통해 국부적인 영역에만 열을 가할 수 있는 포커싱 가열 수단을 준비하는 단계와, 포커싱 가열 수단을 이용하여 투명 기판의 전체 영역 중에서 펠리클 프레임의 설치 영역에만 국부적으로 열을 가하여 열가소성 접착제층을 가소화하는 단계와, 열가소성 접착제층이 가소화되면 펠리클 프레임으로부터 펠리클을 제거하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of removing a pellicle of a photomask is a method of removing a pellicle attached to a top surface of a pellicle frame provided on a transparent substrate for a photomask via a thermoplastic adhesive layer. Preparing a focusing heating means capable of applying only heat, and plasticizing the thermoplastic adhesive layer by locally applying heat only to the installation region of the pellicle frame out of the entire region of the transparent substrate using the focusing heating means; Removing the pellicle from the pellicle frame when the layer is plasticized.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 도면의 구성요소들에 도면 부호를 부여하고 설명함에 있어서 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In designating and referring to the components of the drawings it is noted that in the description of the drawings may refer to the components of other drawings if necessary. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 일반적인 포토 마스크의 제작 과정을 도 2a 내지 도 2e의 공정 단면도를 참조하여 설명하기로 한다.First, a manufacturing process of a general photo mask will be described with reference to the process cross-sectional views of FIGS. 2A to 2E in order to facilitate understanding of the present invention.

포토 마스크의 제작 공정은, 투명 기판(1)의 상부 전면에 차광층(3)을 증착하는 단계(도 2a)와, 차광층(3)의 상부에 포토 레지스트(5)를 도포하고, 노광 및 현상 공정을 진행하여 차광층(3)의 일부가 노출되도록 포토 레지스트(5)를 패터닝하는 단계(도 2b)와, 노출된 차광층(3)을 식각하여 투명 기판(1)의 상부에 차광층(3)을 패터닝하는 단계(도 2c)와, 패터닝된 포토 레지스트(5)을 제거하는 단계(도 2d)와, 투명 기판(1)의 상부에 펠리클 프레임(7)을 설치한 후에 펠리클 프레임(7)의 상단면에 접착제층(9)을 개재해서 펠리클(11)을 형성하는 단계(도 2e)를 포함한다.The photomask manufacturing process includes depositing the light shielding layer 3 on the entire upper surface of the transparent substrate 1 (FIG. 2A), applying the photoresist 5 on the light shielding layer 3, and exposing the light. Patterning the photoresist 5 so that a part of the light shielding layer 3 is exposed through the development process (FIG. 2B), and the exposed light shielding layer 3 is etched to protect the light shielding layer on the transparent substrate 1. Patterning (3) (FIG. 2C), removing the patterned photoresist 5 (FIG. 2D), and after installing the pellicle frame 7 on the transparent substrate 1, And forming the pellicle 11 via the adhesive layer 9 on the top surface of 7) (FIG. 2E).

이와 같은 포토 마스크의 제조 공정을 좀 더 상세히 살펴보면, 도 2a에 도시한 바와 같이 조사되는 광을 투과시키는 투명 기판(1)의 상부에 조사되는 광을 차단시키는 차광층(3)을 증착한다. 투명 기판(1)은 2 ∼ 7mm의 두께를 가진다.Looking at the manufacturing process of such a photo mask in more detail, as shown in Figure 2a is deposited a light shielding layer (3) for blocking the light irradiated on top of the transparent substrate (1) that transmits the irradiated light. The transparent substrate 1 has a thickness of 2 to 7 mm.

차광층(3)은 투명 기판(1)과의 접착 특성을 고려하여 Cr이나 CrO₆를 주로 사용하지만 필요에 따라서는 광의 일부만을 투과시키고 위상을 변화시키는 시프트 물질을 사용하기도 한다. 시프트 물질의 예로서는 MoSiON, CrON, WSi 및 SiN 등이 있다.The light shielding layer 3 mainly uses Cr or CrO ₆ in consideration of adhesion characteristics with the transparent substrate 1, but if necessary, a shift material that transmits only a part of light and changes its phase may be used. Examples of shift materials include MoSiON, CrON, WSi and SiN.

그 다음, 도 2b에 도시한 바와 같이 차광층(3)의 상부 전면에 감광층인 포토 레지스트(5)를 도포한다.Next, as shown in FIG. 2B, a photoresist 5 as a photosensitive layer is applied to the entire upper surface of the light shielding layer 3.

이와 같이 포토 레지스트(5)를 도포한 후, 레이저를 조사하거나 각종 패턴을 형성하기 위한 수단을 사용하여 포토 레지스트(5)를 패터닝하고 현상하여 차광층(3)의 일부를 노출시킨다.After applying the photoresist 5 in this manner, the photoresist 5 is patterned and developed using a means for irradiating a laser or forming various patterns to expose a part of the light shielding layer 3.

그리고, 도 2c에 도시한 바와 같이 패터닝된 포토 레지스트(5)을 식각 마스 크로 사용하는 식각 공정으로 노출된 차광층(3)을 식각하여 패터닝한다.As shown in FIG. 2C, the light shielding layer 3 exposed by the etching process using the patterned photoresist 5 as an etching mask is etched and patterned.

그 다음, 도 2d에 도시한 바와 같이 잔존하는 포토 레지스트(5)을 에싱 및 스트립 공정에 의해 제거한다.Then, as shown in Fig. 2D, the remaining photoresist 5 is removed by an ashing and stripping process.

아울러, 도 2e에 도시한 바와 같이 투명 기판(1)의 상부에 펠리클 프레임(7)을 설치한 후에 펠리클 프레임(7)의 상단면에 접착제층(9)을 개재해서 펠리클(11)을 씌운다. 펠리클(11)은 차광층(3)의 산화 등과 같은 외부 환경으로부터 포토 마스크를 보호하는 보호층의 기능을 수행한다. 이때, 펠리클(11)은 조사되는 광을 굴절없이 투과시키며, 밀착성이 우수하여 마스크를 보호하는 역할을 하게 된다.In addition, as shown in FIG. 2E, after the pellicle frame 7 is provided on the transparent substrate 1, the pellicle 11 is covered with the adhesive layer 9 on the upper surface of the pellicle frame 7. The pellicle 11 functions as a protective layer that protects the photomask from an external environment such as oxidation of the light shielding layer 3 or the like. In this case, the pellicle 11 transmits the irradiated light without refraction, and serves to protect the mask because of excellent adhesion.

그 다음, 접착제층(9)에 의해 포토 마스크(1)에 접착된 펠리클(11)이 손상되거나 오염된 경우, 그 펠리클(11)을 제거하여야 한다.Then, when the pellicle 11 adhered to the photomask 1 by the adhesive layer 9 is damaged or contaminated, the pellicle 11 must be removed.

도 3은 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 제거 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a pellicle removal apparatus of a photo mask according to the present invention.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 펠리클 제거 장치를 적용할 수 있는 포토 마스크의 구조를 살펴보면, 투명 기판(1)의 상면에 패터닝된 차광층(3)이 배치되고, 투명 기판(1)의 상부에 펠리클 프레임(7)이 설치되며, 펠리클 프레임(7)의 상단면에 접착제층(9)을 개재해서 펠리클(11)이 부착된다.Referring to FIG. 3, the structure of the photomask to which the pellicle removing device according to the present invention is applicable, is provided with a patterned light shielding layer 3 disposed on an upper surface of the transparent substrate 1, and an upper portion of the transparent substrate 1. The pellicle frame 7 is installed in the pellicle 11, and the pellicle 11 is attached to the upper surface of the pellicle frame 7 via the adhesive layer 9.

접착체층(9)은 에폭시계 접착제나 불소계 유기물을 포함하는 접착제 등과 같이 열가소성 접착제를 사용할 수 있다. 예로서, 핫 멜트 접착제(hot melt adhesive)을 이용하여 펠리클 프레임(7)에 펠리클(11)을 부착한다. 핫 멜트 접착제는 고체 상태에서 열을 가하면 가소화되어 접착력을 가지되 일정한 온도 이하가 되 면 다시 고체 상태로 변환된다.The adhesive layer 9 may be a thermoplastic adhesive such as an epoxy adhesive or an adhesive containing a fluorine-based organic material. By way of example, the pellicle 11 is attached to the pellicle frame 7 using a hot melt adhesive. Hot melt adhesives are plasticized when heated in a solid state and have adhesive strength, but are converted back to a solid state when the temperature is below a certain temperature.

펠리클(11)을 제거할 때에는 포커싱을 통해 국부적인 영역에만 열을 가할 수 있는 포커싱 가열기(100)를 이용하여 투명 기판(1)의 전체 영역 중에서 펠리클 프레임(7)의 설치 영역에만 국부적으로 열(101)을 가한다.When removing the pellicle 11, the focusing heater 100, which can apply heat only to a local area through focusing, is used to locally heat only the installation area of the pellicle frame 7 among the entire area of the transparent substrate 1. 101).

포커싱 가열기(100)에 의해 펠리클 프레임(7)의 설치 영역에 국부적인 열(101)이 가해지면 펠리클 프레임(7)의 상단면에 개재된 접착제층(9)에 집중적으로 열(101)이 전달되어 펠리클 프레임(7)에서 펠리클(11)이 제거된다.When the local heat 101 is applied to the installation area of the pellicle frame 7 by the focusing heater 100, the heat 101 is concentrated on the adhesive layer 9 interposed on the upper surface of the pellicle frame 7. The pellicle 11 is removed from the pellicle frame 7.

예로서, 포커싱 가열기(100)는 레이저 발생기로 구현할 수 있으며, 이러한 레이저 발생기를 이용하는 환경과 접착체층(9)으로서 핫 멜트 접착제를 이용한 환경을 전제 조건으로 하면, 레이저 발생기를 이용하여 펠리클 프레임(7)의 설치 영역에 국부적인 열(101)을 가하면 고체 상태인 핫 멜트 접착제가 가소화되어 펠리클 프레임(7)으로부터 펠리클(11)을 쉽게 제거할 수 있다.For example, the focusing heater 100 may be implemented as a laser generator. If the environment using the laser generator and the environment using the hot melt adhesive as the adhesive layer 9 are prerequisites, the pellicle frame 7 may be used using the laser generator. The application of the local heat 101 to the installation area of s) plasticizes the hot melt adhesive in the solid state so that the pellicle 11 can be easily removed from the pellicle frame 7.

이와 같이 본 발명에 의하면 펠리클(11)의 제거 시에 포토 마스크의 전체 영역에 열이 가해지는 것이 아니라 잡착체층(9)이 존재하는 영역에만 국부적으로 열이 가해지므로 포토 마스크의 품질에 주는 악영향이 최소화되는 것이다.As described above, according to the present invention, heat is not applied to the entire area of the photomask when the pellicle 11 is removed, but heat is locally applied only to the region where the adhesive layer 9 is present. It is to be minimized.

지금까지 본 발명의 일 실시 예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.It has been described so far limited to one embodiment of the present invention, it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art. Such modified embodiments should be included in the technical spirit described in the claims of the present invention.

전술한 바와 같이 본 발명은 펠리클 제거 시의 접착제층이 존재하는 국부적인 영역에만 열을 가하여 펠리클을 제거함으로써, 포토 마스크의 품질에 주는 악영향을 최소화하여 펠리클의 재설치 시에 세정을 수행할 필요가 없으며, 이러한 펠리클의 제거 후의 공정을 최적화하여 수율을 향상시키면서 펠리클의 재설치에 소요되는 비용을 낮추는 효과가 있다.As described above, the present invention removes the pellicle by applying heat only to a local area in which the adhesive layer is present at the time of removing the pellicle, thereby minimizing adverse effects on the quality of the photo mask, and eliminating the need to perform cleaning when the pellicle is reinstalled. In addition, the process after the removal of the pellicle is optimized to improve the yield while reducing the cost of the pellicle reinstallation.

Claims

delete

An apparatus for removing a pellicle attached to a top surface of a pellicle frame provided on an upper portion of a transparent substrate for a photomask via a thermoplastic adhesive layer.

The thermoplastic adhesive layer is irradiated locally to the installation area of the pellicle frame in the entire area of the transparent substrate by using a laser-generated focusing heater that can apply heat by irradiating laser only to a local area through focusing. To plasticize

The pellicle removal device of the photo mask.

The method of claim 2,

The thermoplastic adhesive layer is a hot melt adhesive

The pellicle removal device of the photo mask.

A method of removing a pellicle attached to a top surface of a pellicle frame provided on an upper portion of a transparent substrate for photo masks through a thermoplastic adhesive layer,

Preparing a laser-generated focusing heating means capable of applying heat by irradiating a laser only to a localized area through focusing;

Irradiating the laser only to the installation region of the pellicle frame in the entire region of the transparent substrate using the laser-generated focusing heating means to plasticize the thermoplastic adhesive layer by locally applying heat;

Removing the pellicle from the pellicle frame when the thermoplastic adhesive layer is plasticized

A pellicle removal method of a photo mask comprising a.